07. Stoßtheorie

Themen

Stöße als Ursache chemischer Reaktionen

Ausflug in die kinetische Gastheorie

Einfache Stoßtheorie

Ausblick: Vergleich mit dem Experiment

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Glossar

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• Chemische Reaktionen basieren im Kern auf Stößen
  bei denen Atome und Moleküle neu angeordnet werden.
• Mit der kinetischen Gastheorie lassen sich makroskopische Größen
  wie Druck und Temperatur mikroskopisch deuten.
• Die kinetische Gastheorie liefert wichtige Bausteine
  für ein mechanistisches Verständnis chemischer Reaktivität.
• Die Ergebnisse der einfachen Stoßtheorie zeigen selten eine
  quantitative Übereinstimmung mit empirischen Daten.
• Der sterische Faktor als Korrektur der Stoßtheorie
  ist nicht direkt experimentell zugänglich und daher unpraktikabel.

Die nachfolgenden Fragen sollten sich mit den in der Vorlesung vermittelten Inhalten beantworten lassen und dienen der eigenständigen Nacharbeit bzw. Beschäftigung mit der Thematik.

• Was ist eine wesentliche Bedingung für die kinetische Gastheorie, die sich in der Definition des idealen Gases wiederfindet? Wieso ist diese Bedingung so wesentlich für die Gültigkeit der kinetischen Gastheorie?
• Welche Probleme hat die kinetische Gastheorie mit Stößen nicht kugelförmiger Teilchen? Warum eignet sie sich nur eingeschränkt für die Erklärung der Kinetik chemischer Reaktionen?
• Warum kommt es nicht zur Reaktion, wenn zwei Atome mit ausreichend Energie aufeinanderstoßen? Warum tritt dieses Problem bei Molekülen nicht auf und wie lässt es sich für Atome umgehen? Welches physikalische Grundprinzip steckt dahinter?

Eine kommentierte und handverlesene Liste mit weiterführender Literatur zum Thema. Die Auswahl ist zwangsläufig subjektiv.

Die Hauptinhalte der Vorlesung zum Nachlesen in den allgemeinen Lehrbüchern zur Physikalischen Chemie: Wedler [Wedler, 2012Wedler, Gerd; Freund, Hans-Joachim (2012): Lehrbuch der Physikalischen Chemie, Wiley-VCH, Weinheim], Kapitel 4.3, 5.1/2, 6.4.1/2; Atkins vierte Auflage [Atkins, 2006Atkins, Peter W.; de Paula, Julio (2006): Physikalische Chemie, Wiley-VCH, Weinheim] Kapitel 24.1.1; Atkins fünfte Auflage [Atkins, 2013Atkins, Peter W.; de Paula, Julio (2013): Physikalische Chemie, Wiley-VCH, Weinheim] Kapitel 20.1.1 und 22.1.1.

Hinweis: Die vierte Auflage des Atkins enthält ein paar Fehler in den Gleichungen, die in der fünften Auflage behoben wurden. Ansonsten ist die parallele Lektüre beider Auflagen für ein tieferes Verständnis der mathematischen Herleitungen durchaus zu empfehlen.

• Atkins, Peter W.; de Paula, Julio (2006): Physikalische Chemie, Wiley-VCH, Weinheim
• Atkins, Peter W.; de Paula, Julio (2013): Physikalische Chemie, Wiley-VCH, Weinheim
• Wedler, Gerd; Freund, Hans-Joachim (2012): Lehrbuch der Physikalischen Chemie, Wiley-VCH, Weinheim